DE102009008051B4

DE102009008051B4 - Dichtungsanordnung und -system

Info

Publication number: DE102009008051B4
Application number: DE102009008051.1A
Authority: DE
Inventors: Markus Lindner
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-02-12
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2022-10-20
Anticipated expiration: 2029-02-10
Also published as: CN101509553A; DE102009008051A1; US7857159B2; CN101509553B; US20090200757A1

Abstract

Dichtungsanordnung, umfassend:ein Trägerelement (29), das eine äußere Fläche (39) besitzt;eine erste ringförmige Dichtung (30), die an der äußeren Fläche (39) des Trägerelements (29) angeordnet ist, wobei die erste Dichtung (30) eine innere Dichtfläche (52) und eine äußere Dichtfläche (54) besitzt; undeine zweite ringförmige Dichtung (32), die von der ersten Dichtung (30) beabstandet ist und einen Zwischenraum (34) dazwischen bildet, wobei die zweite Dichtung (32) eine innere Dichtfläche (56) und eine äußere Dichtfläche (58) besitzt, wobei der Zwischenraum (34) derart angepasst ist, um einen abzudichtenden Gegenstand (8) darin aufzunehmen;dadurch gekennzeichnet , dassdie erste Dichtung (30) aus einem Material hergestellt ist, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der kleiner ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials, aus dem der abzudichtende Gegenstand (8) besteht, so dass die äußere Dichtfläche (54) der ersten Dichtung (30) an dem abzudichtenden Gegenstand (8) durch temperaturbedingte Kontraktion desselben nur in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb einer vorbestimmten Temperatur anliegt, um eine fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Gegenstand zum Speichern eines Fluids. Insbesondere ist die Erfindung auf eine Dichtungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Dichtungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 gerichtet, wie aus der DE 28 51 012 A1 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DES HINTERGRUNDS
Derzeit existiert eine Vielzahl von Druckgefäßen, die zur Verwendung bei verschiedenen Anwendungen entwickelt worden sind, wie diejenigen, die derart ausgelegt sind, um Gase zur Verwendung in Brennstoffzellen zu enthalten. Brennstoffzellen sind als eine saubere, effiziente und umweltfreundliche Energiequelle für Elektrofahrzeuge und verschiedene andere Anwendungen vorgeschlagen worden. Ein Beispiel einer Brennstoffzelle ist eine Protonenaustauschmembran-(PEM)-Brennstoffzelle. Bei den Brennstoffzellen vom PEM-Typ wird Wasserstoff als ein Brennstoff an eine Anode der Brennstoffzelle geliefert und Sauerstoff wird als ein Oxidationsmittel an eine Kathode der Brennstoffzelle geliefert. Wasserstoff ist farblos, geruchlos, brennt ohne Erzeugung einer sichtbaren Flamme oder Strahlungswärme und ist schwierig aufzubewahren. Eine übliche Technik zum Speichern von Wasserstoff umfasst ein durchstoßfestes Hochdruckgefäß in Leichtbauweise.
Herkömmlicherweise werden derartige Gefäße in vier Typen unterteilt. Ein Gefäß vom Typ I ist ein Metallgefäß. Ein Gefäß vom Typ II ist ebenfalls ein Metallgefäß, wobei das Gefäß eine äußere Verbundschale besitzt, die an einem zylindrischen Abschnitt desselben angeordnet ist. Ein Gefäß vom Typ III besteht aus einer Auskleidung, die aus einem Metall, wie beispielsweise Stahl und Aluminium hergestellt ist, und einer äußeren Verbundschale, die die Auskleidung umschließt und einem Schaden daran entgegenwirkt. Ein Gefäß vom Typ IV ist im Wesentlichen ähnlich dem Gefäß vom Typ III, wobei die Auskleidung aus einem Kunststoff hergestellt ist. Ferner kann ein konzeptionelles Gefäß vom Typ V entwickelt werden, bei dem das Gefäß aus einem Verbundmaterial hergestellt ist. Jeder Typ von Gefäß kann zumindest einen Vorsprung aufweisen, der darin angeordnet ist, um ein Ventil aufzunehmen.
Das in dem Vorsprung angeordnete Ventil umfasst typischerweise ein Ventilgehäuse mit einer äußeren Nut, die in einem Ringflansch endet. Der Flansch ist an dem Ventilgehäuse benachbart der Nut geformt, um an einer Auskleidung des Gefäßes anzuliegen. Ein O-Ring, der eine innere Fläche und eine äußere Fläche besitzt, sitzt in der Nut des Ventilgehäuses, um einer Leckage von Fluid von dem Gefäß entgegenzuwirken. Die innere Fläche des O-Rings ist derart angepasst, um an der Nut anzuliegen und damit eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu formen. Die äußere Fläche ist derart angepasst, um an der Auskleidung anzuliegen und damit eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden. Während des Betriebs ist ein Inneres des Gefäßes Temperaturen unterhalb einer vorbestimmten Temperatur ausgesetzt, wie beispielsweise während dem Entleeren. Die Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur bewirken ein radial einwärts gerichtetes Zusammenziehen des O-Rings an dem Ventilgehäuse. Demgemäß wird ein Durchgang zwischen der äußeren Fläche des O-Rings und der Auskleidung geformt, wodurch die Leckage von Fluid hindurch bewirkt wird.
In der WO 2007/079971 , die hierdurch in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingeschlossen ist, ist ein Druckgefäß zum Speichern eines flüssigen oder gasförmigen Mediums offenbart. Das Druckgefäß umfasst einen Kunststoffkern mit zumindest einem Halsabschnitt. Der Halsabschnitt des Kerns ist zwischen einem Verbindungsring und einem Stützflansch angeordnet. Der Verbindungsring umfasst eine darin geformte Ringnut, um einen O-Ring aufzunehmen. Der O-Ring ist derart angepasst, dass er abdichtend an den Hals des Kerns in Ansprechen auf Änderungen in einem Druck eines Inneren des Gefäßes getrieben wird. Ein Nachteil des Druckgefäßes besteht darin, dass sich der O-Ring bei geringeren Temperaturen zusammenzieht, um einen Durchgang hindurch zu bilden, wodurch eine Leckage des Mediums daraus zugelassen wird.
Es wäre erwünscht, eine Dichtungsanordnung herzustellen, die in der Lage ist, einer Leckage von Fluid bei verschiedenen Temperaturen oberhalb und unterhalb einer vorbestimmten Temperatur und Drücken oberhalb und unterhalb eines vorbestimmten Druckes entgegenzuwirken, wobei die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit maximiert sind und deren Kosten minimiert sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Dichtungsanordnung entwickelt worden, die in der Lage ist, einer Leckage von Fluid bei verschiedenen Temperaturen oberhalb und unterhalb einer vorbestimmten Temperatur und Drücken oberhalb und unterhalb eines vorbestimmten Druckes entgegenzuwirken, wobei die Wirksamkeit und Zuverlässigkeit maximiert sind und deren Kosten minimiert sind.
Bei einer Ausführungsform umfasst die Dichtungsanordnung die Merkmale des Anspruchs 1.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst das Dichtungssystem die Merkmale des Anspruchs 10.
Bei einer anderen Ausführungsform umfasst das Dichtungssystem für ein Druckgefäß die Merkmale des Anspruchs 16.
Figurenliste
Die obigen Merkmale der Erfindung werden dem Fachmann leicht aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen offensichtlich, in welchen:

1 eine bruchstückhafte Schnittansicht eines Druckgefäßes mit einer darin angeordneten Dichtungsanordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist, wobei eine erste Dichtung der Dichtungsanordnung einer Leckage von dem Druckgefäß entgegenwirkt, wenn es Temperaturen unterhalb einer vorbestimmten Temperatur und/oder Drücken unterhalb eines vorbestimmten Drucks ausgesetzt ist; und
2 eine bruchstückhafte Schnittansicht des in 1 gezeigten Druckgefäßes ist, wobei eine zweite Dichtung der Dichtungsanordnung und eine dritte Dichtung der Dichtungsanordnung einer Leckage von dem Druckgefäß entgegenwirken, wenn es Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücken oberhalb des vorbestimmten Druckes ausgesetzt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die folgende detaillierte Beschreibung und die angefügten Zeichnungen beschreiben und veranschaulichen eine Ausführungsform der Erfindung.
Die 1 und 2 zeigen eine Dichtungsanordnung 6, die derart angepasst ist, um mit einem abzudichtenden Gegenstand 8 zusammenzuwirken, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Dichtungsanordnung 6 in einem Druckgefäß 10 angeordnet, wie beispielsweise einem Gefäß vom Typ IV und einem Gefäß vom Typ V. Das Gefäß 10 umfasst eine Auskleidung 14, die derart angepasst ist, um ein druckbeaufschlagtes Fluid (nicht gezeigt) zu enthalten, und eine äußere Verbundschale 16, die die Auskleidung 14 umschließt und einem Schaden daran entgegenwirkt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der abzudichtende Gegenstand 8 zumindest ein Halsabschnitt 18 der Auskleidung 14. Der abzudichtende Gegenstand 8 umfasst eine innere Fläche 20 und eine äußere Fläche 22. Obwohl der in der gezeigten Ausführungsform abzudichtende Gegenstand 8 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, sei zu verstehen, dass gegebenenfalls andere Materialien verwendet werden können.
Das Gefäß 10 ist mit zumindest einem Vorsprung 24 zur Aufnahme eines Ventils 25 darin versehen. Der zumindest eine Vorsprung 24 umfasst eine darin geformte, ringförmige Ausnehmung 26. Der zumindest eine Vorsprung 24 kann aus einem beliebigen herkömmlichen Material hergestellt sein, wie beispielsweise Metall, wobei das Material einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der kleiner als ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials ist, das dazu verwendet wird, den abzudichtenden Gegenstand 8 herzustellen. Es sei zu verstehen, dass der hier verwendete Begriff „Wärmeausdehnungskoeffizient“ eine Ausdehnungs- bzw. Expansionsrate eines Materials in Ansprechen auf eine Erwärmung und eine Zusammenzieh- bzw. Kontraktionsrate des Materials in Ansprechen auf eine Kühlung betrifft. Die Dichtungsanordnung 6 ist in dem Vorsprung 24 benachbart dem Ventil 25 angeordnet.
Die Dichtungsanordnung 6 umfasst ein ringförmiges Trägerelement 29, eine erste Dichtung 30 und eine zweite Dichtung 32. Die zweite Dichtung 32 ist von der ersten Dichtung 30 beabstandet, um einen Zwischenraum 34 dazwischen zu bilden. Der Zwischenraum 34 ist derart angepasst, um den abzudichtenden Gegenstand 8 darin aufzunehmen. Das Trägerelement 29 ist im Querschnitt allgemein kreisförmig und besitzt einen hindurch geformten Durchgang 36, um eine Fluidkommunikation zwischen einem Inneren 28 des Gefäßes 10 und dem Ventil 25 zu unterstützen. Das Trägerelement 29 kann aus einem beliebigen herkömmlichen Material hergestellt sein, wie beispielsweise Metall, wobei das Material einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der kleiner als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials ist, das dazu verwendet wird, den abzudichtenden Gegenstand 8 herzustellen. Das Trägerelement 29 umfasst einen ersten Abschnitt 38 und einen zweiten Abschnitt 42, die derart angepasst sind, um damit verbunden zu werden. Es sei zu verstehen, dass der erste Abschnitt 38 und der zweite Abschnitt 42 durch ein beliebiges herkömmliches Mittel verbunden werden können, wie beispielsweise ein Befestigungselement, Klebstoff, Gewinde und dergleichen.
Der erste Abschnitt 38 des Trägerelements 29 umfasst eine äußere Fläche 39, die einen daran geformten, ringförmigen Flansch 44 besitzt. Die äußere Fläche 39 endet in einer ringförmigen Schulter 45, die einen Außenumfang besitzt, der derart angepasst ist, um an dem abzudichtenden Gegenstand 8 anzuliegen. Die äußere Fläche 39 ist derart angepasst, um die erste Dichtung 30 und den zweiten Abschnitt 42 des Trägerelements 29 daran aufzunehmen. Der ringförmige Flansch 44 umfasst eine erste Fläche 46 und eine zweite Fläche 48. Die erste Fläche 46 ist derart angepasst, um an dem abzudichtenden Gegenstand 8 anzuliegen, und die zweite Fläche 48 ist derart angepasst, um an dem Ventil 25 anzuliegen. Wie in 1 gezeigt ist, wird ein ringförmiger Spalt G zwischen der ersten Fläche 46 des ringförmigen Flansches 44 und dem abzudichtenden Gegenstand 8 in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb einer vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke unterhalb eines vorbestimmten Druckes geformt. Bei der gezeigten Ausführungsform liegt die vorbestimmte Temperatur in einem Bereich von -80 Grad Celsius bis 85 Grad Celsius, und der vorbestimmte Druck liegt in einem Bereich von 0,1 MPa bis 87,5 MPa. Es sei zu verstehen, dass die vorbestimmte Temperatur gegebenenfalls eine beliebige Temperatur und der vorbestimmte Druck gegebenenfalls ein beliebiger Druck sein können. Der zweite Abschnitt 42 des Trägerelements 29 ist derart angepasst, um einer Verlagerung der ersten Dichtung 30 entgegenzuwirken.
Die erste Dichtung 30 besitzt eine allgemein kreisförmige Form und ist derart angepasst, um an der äußeren Fläche 39 des Trägerelements 29 aufgenommen zu werden. Die erste Dichtung 30 umfasst eine innere Fläche, die eine innere Dichtfläche 52 besitzt, und eine äußere Fläche, die eine äußere Dichtfläche 54 besitzt. Wie in 1 gezeigt ist, ist die innere Dichtfläche 52 der ersten Dichtung 30 derart angepasst, um an der äußeren Fläche 39 des Trägerelements 29 in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke unterhalb des vorbestimmten Druckes anzuliegen, um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden. Die äußere Dichtfläche 54 der ersten Dichtung 30 ist derart angepasst, um an dem abzudichtenden Gegenstand 8 in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke unterhalb des vorbestimmten Druckes anzuliegen, um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden.
Wie in 2 gezeigt ist, ist die innere Dichtfläche 52 der ersten Dichtung 30 derart angepasst, um an der äußeren Fläche 39 des Trägerelements 29 in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke oberhalb des vorbestimmten Drucks anzuliegen. Ein ringförmiger Spalt H wird zwischen der äußeren Dichtfläche 54 der ersten Dichtung 30 und dem abzudichtenden Gegenstand 8 in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke oberhalb des vorbestimmten Druckes geformt. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die erste Dichtung 30 aus einem Metallmaterial hergestellt, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der kleiner als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials ist, das dazu verwendet wird, den abzudichtenden Gegenstand 8 herzustellen. Es sei zu verstehen, dass die erste Dichtung 30 gegebenenfalls aus einem beliebigen herkömmlichen Material hergestellt sein kann.
Die zweite Dichtung 32 besitzt eine allgemein kreisförmige Form und ist derart angepasst, um in der ringförmigen Ausnehmung 26 des zumindest einen Vorsprungs 24 aufgenommen zu werden. Die zweite Dichtung 32 umfasst eine innere Fläche, die eine innere Dichtfläche 56 aufweist, und eine äußere Fläche, die eine äußere Dichtfläche 58 aufweist. Wie in 1 gezeigt ist, ist die innere Dichtfläche 56 der zweiten Dichtung 32 derart angepasst, um an dem abzudichtenden Gegenstand 8 in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke unterhalb des vorbestimmten Druckes anzuliegen. Ein ringförmiger Spalt J wird zwischen der äußeren Dichtfläche 58 der zweiten Dichtung 32 und der ringförmigen Ausnehmung 26 des zumindest einen Vorsprungs 24 in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke unterhalb des vorbestimmten Druckes geformt.
Wie in 2 gezeigt ist, ist die innere Dichtfläche 56 der zweiten Dichtung 32 derart angepasst, um an dem abzudichtenden Gegenstand 8 in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke oberhalb des vorbestimmten Druckes anzuliegen, um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden. Die äußere Dichtfläche 58 der zweiten Dichtung 32 ist derart angepasst, um an der ringförmigen Ausnehmung 26 des zumindest einen Vorsprungs 24 in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke oberhalb des vorbestimmten Drucks anzuliegen, um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die zweite Dichtung 32 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der ähnlich dem Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials ist, das dazu verwendet wird, den abzudichtenden Gegenstand 8 herzustellen. Es sei zu verstehen, dass die zweite Dichtung 32 gegebenenfalls aus einem beliebigen herkömmlichen Material hergestellt sein kann.
Bei der gezeigten Ausführungsform umfasst das Ventil 25 eine darin geformte ringförmige Ausnehmung 60. Die ringförmige Ausnehmung 60 ist derart angepasst, um eine dritte Dichtung 62 darin aufzunehmen. Die dritte Dichtung 62 ist allgemein kreisförmig und umfasst eine innere Fläche, die eine innere Dichtfläche 64 besitzt, und eine äußere Dichtfläche, die eine äußere Dichtfläche 66 besitzt. Wie in 1 gezeigt ist, ist die innere Dichtfläche 64 der dritten Dichtung 62 derart angepasst, um an der ringförmigen Ausnehmung 60 des Ventils 25 in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke unterhalb des vorbestimmten Druckes anzuliegen. Ein ringförmiger Spalt K wird zwischen der äußeren Dichtfläche 66 der dritten Dichtung 62 und dem zumindest einen Vorsprung 24 in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke unterhalb des vorbestimmten Druckes geformt.
Wie in 2 gezeigt ist, ist die innere Dichtfläche 64 der dritten Dichtung 62 derart angepasst, um an die ringförmige Ausnehmung 60 des Ventils 25 in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke oberhalb des vorbestimmten Druckes anzuliegen, um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden. Die äußere Dichtfläche 66 der dritten Dichtung 62 ist derart angepasst, um an den zumindest einen Vorsprung 24 in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücke oberhalb des vorbestimmten Druckes anzuliegen, um eine im Wesentlichen fluiddichte Abdichtung dazwischen zu formen. Bei der gezeigten Ausführungsform wird die dritte Dichtung 62 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der ähnlich dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials ist, das dazu verwendet wird, den abzudichtenden Gegenstand 8 herzustellen. Es sei zu verstehen, dass die dritte Dichtung 62 gegebenenfalls aus einem beliebigen herkömmlichen Material hergestellt sein kann.
Die 1 und 2 zeigen die Dichtungsanordnung 6 im Gebrauch. Bei der gezeigten Ausführungsform wird der zumindest eine Halsabschnitt 18 aus hochdichtem Polyethylen (HDPE) hergestellt, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 0,000059 bis 0,000125 1/K besitzt. Ferner werden der Vorsprung 24, das Trägerelement 29 und die erste Dichtung 30 aus einem Stahlmaterial hergestellt, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 0,000010 bis 0,000020 1/K besitzt. Die zweite Dichtung 32 und die dritte Dichtung 62 werden aus einem Kunststoffmaterial hergestellt, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 0,000025 bis 0,000200 1/K besitzt.
Demgemäß wird bewirkt, dass, wenn das Innere 28 des Gefäßes 10 Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücken unterhalb des vorbestimmten Druckes ausgesetzt ist, wie in 1 gezeigt ist, sich der zumindest eine Halsabschnitt 18 der Auskleidung 14, die zweite Dichtung 32 und die dritte Dichtung 62 stärker zusammenziehen als der Vorsprung 24, das Trägerelement 29 und die erste Dichtung 30. Somit bewirkt die Kontraktion des zumindest einen Halsabschnitts 18, dass der Spalt G zwischen dem ringförmigen Flansch 44 des Trägerelements 29 und dem zumindest einen Halsabschnitt 18 geformt wird. Es wird bewirkt, dass die innere Fläche 20 des zumindest einen Halsabschnitts 18 an der äußeren Dichtfläche 54 der ersten Dichtung 30 anliegt, wodurch der Leckage von Fluid von dem Gefäß 10 entgegengewirkt wird. Gleichzeitig bewirkt die Kontraktion der ersten Dichtung 30 eine Anlage der inneren Dichtfläche 52 der ersten Dichtung 30 an der äußeren Fläche 39 des Trägerelements 29, wodurch der Leckage von Fluid von dem Gefäß 10 entgegengewirkt wird. Ferner bewirkt die Kontraktion der zweiten Dichtung 32 eine Bildung des Spaltes J zwischen der äußeren Dichtfläche 58 der zweiten Dichtung 32 und der ringförmigen Ausnehmung 26 des zumindest einen Vorsprungs 24. Es wird auch bewirkt, dass die innere Dichtfläche 56 der zweiten Dichtung 32 an dem zumindest einen Halsabschnitt 18 der Auskleidung 14 anliegt. Wie gezeigt ist, bewirkt die Kontraktion der dritten Dichtung 62 die Bildung des Spalts K zwischen der äußeren Dichtfläche 66 der dritten Dichtung 62 und dem zumindest einen Vorsprung 24. Es wird bewirkt, dass die innere Dichtfläche 64 der dritten Dichtung 62 an der ringförmigen Ausnehmung 60 des Ventils 25 anliegt.
Wenn das Innere 28 des Druckgefäßes 10 Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur und/oder Drücken oberhalb des vorbestimmten Drucks ausgesetzt wird, wie in 2 gezeigt ist, wird bewirkt, dass der zumindest eine Halsabschnitt 18 der Auskleidung 14, die zweite Dichtung 32 und die dritte Dichtung 62 sich mehr ausdehnen als der Vorsprung 24, das Trägerelement 29 und die erste Dichtung 30. Somit bewirkt die Ausdehnung des zumindest einen Halsabschnitts 18 die Bildung des Spalts H zwischen der äußeren Dichtfläche 54 der ersten Dichtung 30 und dem zumindest einen Halsabschnitt 18. Es wird bewirkt, dass die innere Dichtfläche 52 der ersten Dichtung 30 an der äußeren Fläche 39 des Trägerelements 29 anliegt. Gleichzeitig bewirkt die Ausdehnung der zweiten Dichtung 32, dass die äußere Dichtfläche 58 der zweiten Dichtung 32 an der ringförmigen Ausnehmung 26 des zumindest einen Vorsprungs 24 anliegt, wodurch der Leckage von Fluid von dem Gefäß 10 entgegengewirkt wird. Es wird bewirkt, dass die innere Dichtfläche 56 der zweiten Dichtung 32 an dem zumindest einen Halsabschnitt 18 der Auskleidung 14 anliegt, wodurch der Leckage von Fluid von dem Gefäß 10 entgegengewirkt wird. Überdies bewirkt die Ausdehnung der dritten Dichtung 62, dass die innere Dichtfläche 64 der dritten Dichtung 62 an der ringförmigen Ausnehmung 60 des Ventils 25 anliegt, wodurch der Leckage von Fluid von dem Gefäß 10 entgegengewirkt wird. Es wird auch bewirkt, dass die äußere Dichtfläche 66 der dritten Dichtung 62 an dem zumindest einen Vorsprung 24 anliegt, wodurch der Leckage von Fluid von dem Gefäß 10 entgegengewirkt wird.

Claims

Dichtungsanordnung, umfassend: ein Trägerelement (29), das eine äußere Fläche (39) besitzt; eine erste ringförmige Dichtung (30), die an der äußeren Fläche (39) des Trägerelements (29) angeordnet ist, wobei die erste Dichtung (30) eine innere Dichtfläche (52) und eine äußere Dichtfläche (54) besitzt; und eine zweite ringförmige Dichtung (32), die von der ersten Dichtung (30) beabstandet ist und einen Zwischenraum (34) dazwischen bildet, wobei die zweite Dichtung (32) eine innere Dichtfläche (56) und eine äußere Dichtfläche (58) besitzt, wobei der Zwischenraum (34) derart angepasst ist, um einen abzudichtenden Gegenstand (8) darin aufzunehmen; dadurch gekennzeichnet , dass die erste Dichtung (30) aus einem Material hergestellt ist, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der kleiner ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials, aus dem der abzudichtende Gegenstand (8) besteht, so dass die äußere Dichtfläche (54) der ersten Dichtung (30) an dem abzudichtenden Gegenstand (8) durch temperaturbedingte Kontraktion desselben nur in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb einer vorbestimmten Temperatur anliegt, um eine fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Trägerelement (29) einen ersten Abschnitt (38) und einen zweiten Abschnitt (42) aufweist, wobei der zweite Abschnitt (42) an der äußeren Fläche (39) des Trägerelements (29) angeordnet ist.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die innere Dichtfläche (56) der zweiten Dichtung (32) an dem abzudichtenden Gegenstand (8) in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur anliegt, um eine fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die innere Dichtfläche (52) der ersten Dichtung (30) an dem Trägerelement (29) in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur anliegt, um eine fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Temperatur in einem Bereich von -80 Grad Celsius bis 85 Grad Celsius liegt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, ferner mit einem Ventil (25), das derart angepasst ist, um mit dem abzudichtenden Gegenstand (8) zusammenzuwirken, wobei das Ventil (25) eine ringförmige Ausnehmung (60) zum Aufnehmen einer darin geformten, dritten Dichtung (62) besitzt.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das Trägerelement (29) aus einem Material hergestellt ist, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der kleiner als ein Wärmeausdehnungskoeffizient eines Materials ist, das dazu verwendet wird, den abzudichtenden Gegenstand (8) herzustellen.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 7, wobei das Trägerelement (29), die erste Dichtung (30), die zweite Dichtung (32) und der abzudichtende Gegenstand (8) aus einem Metall und/oder einem Kunststoff hergestellt sind.
Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der abzudichtende Gegenstand (8) eine Auskleidung (14) eines Gefäßes (10) ist.
Dichtungssystem, umfassend: einen abzudichtenden Gegenstand (8), wobei der Gegenstand (8) eine innere Fläche (20) und eine äußere Fläche (22) besitzt; und eine Dichtungsanordnung, die derart angepasst ist, um mit dem abzudichtenden Gegenstand (8) zusammenzuwirken, wobei die Dichtungsanordnung ferner umfasst: ein Trägerelement (29) mit einem ersten Abschnitt (38) und einem zweiten Abschnitt (42), wobei der zweite Abschnitt (42) an einer äußeren Fläche (39) des ersten Abschnitts (38) angeordnet ist; eine erste ringförmige Dichtung (30), die an der äußeren Fläche (39) des ersten Abschnitts (38) des Trägerelements (29) angeordnet ist, wobei die erste Dichtung (30) eine innere Dichtfläche (52) und eine äußere Dichtfläche (54) besitzt, wobei die innere Dichtfläche (52) derart angepasst ist, um an der äußeren Fläche (39) des ersten Abschnitts (38) des Trägerelements (29) in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb einer vorbestimmten Temperatur anzuliegen, um eine fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden; und eine zweite ringförmige Dichtung (32), die von der ersten Dichtung (30) beabstandet ist und einen Zwischenraum (34) dazwischen bildet, wobei die zweite Dichtung (32) eine innere Dichtfläche (56) und eine äußere Dichtfläche (58) besitzt, wobei die innere Dichtfläche (56) derart angepasst ist, um an der äußeren Fläche (22) des abzudichtenden Gegenstandes (8) in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur anzuliegen, um eine fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden, wobei der Zwischenraum (34) derart angepasst ist, um den abzudichtenden Gegenstand (8) darin aufzunehmen; dadurch gekennzeichnet , dass die erste Dichtung (30) aus einem Material hergestellt ist, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der kleiner ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials, aus dem der abzudichtende Gegenstand (8) besteht, so dass die äußere Dichtfläche (54) der ersten Dichtung (30) an der inneren Fläche (20) des abzudichtenden Gegenstandes (8) durch temperaturbedingte Kontraktion desselben nur in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur anliegt, um eine fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden.
Dichtungssystem nach Anspruch 10, wobei der abzudichtende Gegenstand (8) eine Auskleidung (14) eines Druckgefäßes (10) ist.
Dichtungssystem nach Anspruch 10, ferner mit einem Ventil (25), das derart angepasst ist, um mit dem abzudichtenden Gegenstand (8) zusammenzuwirken, wobei das Ventil (25) eine ringförmige Ausnehmung (60) zum Aufnehmen einer darin geformten, dritten Dichtung (62) besitzt.
Dichtungssystem nach Anspruch 10, wobei die vorbestimmte Temperatur in einem Bereich von -80 Grad Celsius bis 85 Grad Celsius liegt.
Dichtungssystem nach Anspruch 10, wobei das Trägerelement (29) aus einem Material hergestellt ist, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der kleiner als ein Wärmeausdehnungskoeffizient eines Materials ist, das dazu verwendet wird, den abzudichtenden Gegenstand (8) herzustellen.
Dichtungssystem nach Anspruch 14, wobei das Trägerelement (29), die erste Dichtung (30), die zweite Dichtung (32) und der abzudichtende Gegenstand (8) aus einem Metall und/oder einem Kunststoff hergestellt sind.
Dichtungssystem für ein Druckgefäß (10), umfassend: ein Gefäß (10), das zumindest einen Vorsprung (24) aufweist, der eine darin geformte ringförmige Ausnehmung (26) besitzt; ein Ventil (25) mit einer darin geformten ringförmigen Ausnehmung (60), das in dem zumindest einen Vorsprung (24) angeordnet ist, eine Auskleidung (14) mit zumindest einem daran geformten Halsabschnitt (18), die in dem Gefäß (10) zum Aufnehmen eines Fluids angeordnet ist, wobei der zumindest eine Halsabschnitt (18) eine innere Fläche (20) und eine äußere Fläche (22) besitzt; und eine Dichtungsanordnung, die derart angepasst ist, um mit der Auskleidung (14) und dem Ventil (25) zusammenzuwirken, wobei die Dichtungsanordnung ferner umfasst: ein Trägerelement (29) mit einem ersten Abschnitt (38) und einem zweiten Abschnitt (42), wobei der zweite Abschnitt (42) an einer äußeren Fläche (39) des ersten Abschnitts (38) angeordnet ist; eine erste ringförmige Dichtung (30), die an der äußeren Fläche (39) des ersten Abschnitts (38) des Trägerelements (29) angeordnet ist, wobei die erste Dichtung (30) eine innere Dichtfläche (52) und eine äußere Dichtfläche (54) besitzt, wobei die innere Dichtfläche (52) derart angepasst ist, um an der äußeren Fläche (39) des ersten Abschnitts (38) des Trägerelements (29) in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb einer vorbestimmten Temperatur anzuliegen, um eine fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden, und wobei die erste Dichtung (30) aus einem Material hergestellt ist, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der kleiner ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials, aus dem der Halsabschnitt (18) besteht, so dass die äußere Dichtfläche (54) an der inneren Fläche (20) des zumindest einen Halsabschnitts (18) der Auskleidung (14) durch temperaturbedingte Kontraktion desselben nur in Ansprechen auf Temperaturen unterhalb der vorbestimmten Temperatur anliegt, um eine fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden; eine zweite ringförmige Dichtung (32), die in der ringförmigen Ausnehmung (26) des zumindest einen Vorsprungs (24) angeordnet und von der ersten Dichtung (30) beabstandet ist, um einen Zwischenraum (34) dazwischen zu bilden, wobei die zweite Dichtung (32) eine innere Dichtfläche (56) und eine äußere Dichtfläche (58) besitzt, wobei die innere Dichtfläche (56) derart angepasst ist, um an der äußeren Fläche (22) der Auskleidung (14) in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur anzuliegen, um eine fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden, und wobei die äußere Dichtfläche (58) derart angepasst ist, um an der ringförmigen Ausnehmung (26) des zumindest einen Vorsprungs (24) nur in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur anzuliegen, um eine fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden; und eine dritte ringförmige Dichtung (62), die in der ringförmigen Ausnehmung (60) des Ventils (25) angeordnet ist, wobei die dritte Dichtung (62) eine innere Dichtfläche (64) und eine äußere Dichtfläche (66) besitzt, wobei die innere Dichtfläche (64) derart angepasst ist, um an der ringförmigen Ausnehmung (60) des Ventils (25) in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur anzuliegen, um eine fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden, und wobei die äußere Dichtfläche (66) derart angepasst ist, um an dem zumindest einen Vorsprung (24) nur in Ansprechen auf Temperaturen oberhalb der vorbestimmten Temperatur anzuliegen, um eine fluiddichte Abdichtung dazwischen zu bilden.
Dichtungssystem nach Anspruch 16, wobei sowohl das Trägerelement (29) als auch der zumindest eine Vorsprung (24) aus einem Material hergestellt sind, das einen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der kleiner als ein Wärmeausdehnungskoeffizient eines Materials ist, das dazu verwendet wird, die Auskleidung (14) des Gefäßes (10) herzustellen.
Dichtungssystem nach Anspruch 17, wobei das Trägerelement (29), die erste Dichtung (30), die zweite Dichtung (32), die dritte Dichtung (62), der zumindest eine Vorsprung (24) und die Auskleidung (14) aus einem Metall und/oder einem Kunststoff hergestellt sind.
Dichtungssystem nach Anspruch 16, wobei die vorbestimmte Temperatur in einem Bereich von -80 Grad Celsius bis 85 Grad Celsius liegt.